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来源:研之成理收集编辑:小柯化学
2023年3月22日,北京大学彭海琳教授课题组在《自然》(Nature)期刊上发表题为“2D fin field-effect transistors integrated with epitaxial high-κ gate oxide”的研究论文。
该研究报道了一种全新二维半导体垂直鳍片/高介电自氧化物外延集成架构(2D fin/oxide Bi2O2Se/Bi2SeO5),并研制了高性能二维鳍式场效应晶体管(2D FinFET)。二维半导体鳍片/自氧化物外延异质结构具有原子级平整界面和超薄的鳍片厚度(可达一个单胞厚度,~1.2 nm),并实现了晶圆级单一定向阵列制备以及定点、高密度生长。基于Bi2O2Se/Bi2SeO5外延异质结的二维鳍式场效应晶体管具有高达270 cm2/Vs的电子迁移率、极低的关态电流(~1 pA/μm)和很高的开/关态电流比(108),沟道长度为400 nm时开态电流密度高达830 μA/μm,满足国际器件与系统路线图(IRDS)的2028年低功耗器件目标要求。该原创性工作突破了后摩尔时代高速低功耗芯片的关键新材料与新架构三维异质集成瓶颈,为开发突破硅基晶体管极限的未来芯片技术带来新机遇。
论文通讯作者是彭海琳教授,并列第一作者是谭聪伟、于梦诗、唐浚川、高啸寅。